(57)【要約】【課題】  簡単な構成の着磁装置により、従来よりもニュートラルゾーンを狭小化でき、さらにランニングコストなどを低減可能な構成からなる着磁装置。【解決手段】  着磁ヨークの一部又は全部を永久磁石に換えることによって、コイルと永久磁石の両方からの発生磁界によって着磁を行うことが可能となり、同じ強度の着磁磁界であれば永久磁石からの発生磁界の分だけ、着磁コイルの発生磁界、すなわち着磁コイルへの印加電流を少なくできるため、より線径の細い着磁コイルを使用できることで、ニュートラルゾーンを狭小化できる。【選択図】        図1
2006286885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁極部を有する着磁ヨークと前記磁極部に巻回された着磁コイルを有する着磁装置において、前記着磁ヨークの一部あるいは全部が永久磁石により構成された着磁装置。
【請求項２】
前記磁極部の一部または全部が前記永久磁石により構成された請求項1に記載の着磁装置。
【請求項３】
前記永久磁石が着磁対象物に当接するように配置された請求項2に記載の着磁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、永久磁石の着磁装置の改良に係り、特に着磁対象となる永久磁石(以下着磁対象物という)の主面に複数の磁極を形成する際に生じる無着磁部分(以下ニュートラルゾーンという)を狭小化できる構成からなる着磁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パソコンを始め各種の電子機器類の小型化が著しく、それらに組み込まれたモータ、アクチュエータなどに用いられる希土類焼結磁石などの各種の永久磁石も極小化している。例えば、光ディスクに対して情報の記録または再生を行う光ピックアップのアクチュエータなどでは、10mm角を下回るような寸法の永久磁石が用いられる。また、かかる小寸法の永久磁石に対して、その主面に複数磁極を形成する、いわゆる多極着磁を施すことが広く行われている。
【０００３】
多極着磁に用いられる着磁装置の構成を説明すると、例えば図3に示す着磁対象物18に二極着磁を施すことができる着磁装置70は、着磁する極数に応じた二つの磁極部71a,71bを有する磁性材料からなる着磁ヨーク71と、磁極部71a,71bそれぞれの外周に巻回された着磁コイル76,77とからなり、磁極部71a,71bは着磁対象となる着磁対象物18と当接する。
【０００４】
着磁後の着磁対象物18では、その限られた体積内でより多くの発生磁束を得るために、多極着磁されたN極とS極の境界領域であるニュートラルゾーン19を可能な限り狭小化することが求められている。ここで、ニュートラルゾーン19の大きさは、図示のとおり磁極部71a,71b間の着磁コイルの巻き線領域で決まるため、着磁装置70の着磁コイル76,77の線径と比例関係にあるということができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、磁極のニュートラルゾーン付近でも充分な着磁を可能にするため、4個以上の着磁コイルを設け、隣り合う複数の着磁コイルと、それらの着磁コイルに隣接する他の隣り合う複数の着磁コイルとが互いに逆の磁極を発生するように構成する着磁装置が提案(特許文献1)されている。しかし、特許文献1ではニュートラルゾーンの極小化については一切開示されていない。
【０００６】
また、ニュートラルゾーンをできるだけ小さくした高性能な磁石を得るため、太線の着磁コイルを採用した上下一対の着磁装置を用い、ニュートラルゾーンで上下一対の着磁ヨークをずらして着磁する方法が提案(特許文献2)されている。しかし、この構成の着磁装置では、装置が複雑化し、かつ工程が増加するため好ましくない。
【０００７】
ニュートラルゾーンの狭小化という課題に対して、隣り合う着磁コイルの中間位置に中央導線を配設し、各々の着磁コイルに相互に逆向きに巻回する電流をそれぞれ通電するとともに、各々の着磁コイルの相互に近接する巻線部分に流れる電流の向きと同じ向きの電流を当該中央導線に通電することにより、着磁の際に着磁対象物に流れる渦電流の影響を当該中央導線に流す電流で相殺し、ニュートラルゾーンを狭くする方法が提案(特許文献3)されている。しかし、中央導線が着磁対象物に流れる渦電流を打ち消す力も十分ではないと想定される。
【０００８】
さらに、この中央導線と2つの磁極部の対向面との隙間を磁極部を延伸させて塞ぎ、当該中央導線に上述のように通電することにより、ニュートラルゾーンでの磁束密度の立上がりを鋭くし、そのゾーンでの逆極の発生を防止できる構成の着磁装置が提案(特許文献4)されている。しかし、上記構成(特許文献3,4)の着磁装置では、いずれの場合も中央導線を配設することにより、その分着磁コイルと着磁対象物となる永久磁石との間隔が生じて、着磁コイルから発生する磁束で永久磁石を十分に着磁し難くなるか、あるいは着磁のための電流値を上げる必要が生じる。
【０００９】
この発明は、簡単な構成の着磁装置により、従来よりもニュートラルゾーンを狭小化でき、さらにランニングコストなどを低減可能な構成からなる着磁装置の提供を目的としている。
【特許文献１】特開2001-135523
【特許文献２】特開2002-204542
【特許文献３】特開平5-258948
【特許文献４】特開平8-138936
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者らは、多極着磁を施した永久磁石のニュートラルゾーンを狭小化できかつ簡単な構造からなる着磁装置について種々検討した結果、着磁ヨークに着磁用コイルを備えた着磁装置で、着磁ヨークの一部又は全部を永久磁石に換えることによって、着磁コイルと永久磁石の両方からの発生磁界によって着磁を行うことが可能となり、同じ強度の着磁磁界であれば永久磁石からの発生磁界の分だけ、着磁コイルの発生磁界、すなわちコイルへの印加電流を少なくできるため、より線径の細い着磁コイルを使用できることで、着磁装置の磁極部間の溝幅を狭くしてニュートラルゾーンを狭小化できることを知見し、この発明を完成した。
【００１１】
すなわち、この発明は、複数の磁極部を有する着磁ヨークと前記磁極部に巻回された着磁コイルを有する着磁装置において、前記着磁ヨークの一部あるいは全部が永久磁石により構成されたことを特徴とする着磁装置である。
【００１２】
また、この発明は、上記構成において、前記磁極部の一部または全部が前記永久磁石により構成された構成、前記永久磁石が着磁対象物に当接するように配置された構成を特徴とする着磁装置である。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によると、着磁ヨークに配置した永久磁石からの発生磁界の分だけ着磁コイルからの発生磁界を低く抑えることができ、着磁コイルに流す電流を低減できるため、同じ電流密度で線径の小さなコイルを使用することが可能となり、ニュートラルゾーンを狭小化することができる。
【００１４】
この発明によると、従来と同じ線径のコイルを用いた場合は、コイルに流す電流の低減化に伴い電流密度が下がるため、着磁コイルの寿命を長くすることができ、着磁装置のランニングコストを低減することが可能となる。また、従来と比較して低容量の電源を使用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明において、多極着磁を行う着磁装置の構成は、特に限定するものでなく、公知のいずれの構成であっても採用できる。また、着磁ヨークを構成する永久磁石は、着磁ヨークの一部とするか、着磁ヨークの全てとするかは特に限定されるものでなく、また、その材質、寸法、磁気特性なども必要とされる着磁磁界強度、着磁装置の構造等に応じて適宜選定される。
【００１６】
この発明において、着磁ヨークの永久磁石を配置する位置は、着磁コイルからの発生磁界(着磁磁界)と永久磁石からの発生磁界とが互いに相殺されることなく、重畳されるように配置されればよく、実施例に示すごとく、磁極部に配置する他、磁極部近傍の着磁ヨークなど、特に限定されない。また、永久磁石から発生する磁束を有効に利用するため、着磁対象物と当接するように配置することが望ましい。さらに、永久磁石を磁極部に配置する場合は、着磁対象物の磁極数に応じた数を配置することが好ましい。
【００１７】
以下、図面を参照しながらこの発明の一実施形態について説明する。図1(a)に示す着磁装置10は、図3の構成と同様に、2つの磁極部11a,11bを有する主としてSS400などの磁性材からなる1つの着磁ヨーク11を有し、磁極部11a,11bにそれぞれ着磁コイル16,17を巻回してある。この磁極部11a,11bは、図示の如くそれぞれ着磁対象物に接する磁極面が相互に異磁極となる永久磁石14,15にて構成される。
【００１８】
図1(a)に示す着磁装置10は2つの磁極部11a,11bを有し、着磁対象物18に2極着磁を施すことができるが、この場合、永久磁石14,15は着磁コイル16,17から発生する着磁磁界(図中に矢印にて示す)の極性と一致するように配置されることにより、着磁磁界を増強することが可能となる。
【００１９】
この永久磁石14,15の材質は、特に限定されるものでないが、その最大エネルギー積(BHmax)が大きければ大きいほど、着磁磁界に寄与する割合が大きくなり、その分着磁コイル16,17の線径を小さくし、着磁対象物18のニュートラルゾーン19を狭小化することが可能となり、さらに着磁コイル16,17に流す電流を少なくすることができる。
【００２０】
図1(b)に示す着磁装置20の構成は、SS400などの磁性材からなる磁極部21c,21dに連結する着磁ヨーク21の一部21a,21bのみを永久磁石24,25に換えた場合を示す。図1(c)に示す着磁装置30の構成は、図1(a)の永久磁石からなる磁極部31c,31dに連結する着磁ヨーク31の一部を永久磁石31a,31bに換えた場合を示す。もちろん、図1(d)に示す着磁装置40の構成ごとく永久磁石44,45からなる磁極部41c,41dに連結する着磁ヨーク41の全部を永久磁石41a,41bに換えた構成も採用できる。
【００２１】
なお、必要に応じて着磁対象物を介して、磁束の通過性を改善するための磁性体を着磁装置と対向するように配置してもよく、さらには、図1(e)に示すように、二つの着磁装置10,10を対向させることも可能である。着磁対象物18を挟み上下に着磁装置10,10を対向させる構成を採ることにより、着磁対象物により強力な磁界を作用させて着磁することができる。
【００２２】
また、この発明において、着磁対象物となる永久磁石の形状も上記の板状を始め種々形状が採用可能である。例えば、着磁対象物が円筒状であり、円筒外周面から内周面方向にかつ円周方向に8極着磁する場合は、例えば図2に示す着磁装置50のように、円筒形の着磁ヨーク51の内周面に磁極部51aとなる8つの永久磁石54を配置し、各永久磁石54の外周に着磁コイル56を巻回配置し、さらにこれら磁極部51aの内周側に着磁対象物58を配置する構成を採用できる。
【実施例】
【００２３】
上述した図1(a)及び(b)に示す実施例の着磁装置10,20と従来の図3に示す着磁装置70について、着磁条件の着磁磁界と電流密度を一律に設定した上で、各々の着磁装置について可能な限り小さな線径のコイルを選定し、同材質、同寸法の板状永久磁石への着磁を行った。その際のニュートラルゾーンと電流値について図4に示す。
【００２４】
図4に示すとおり、この発明の実施例に係る図1(a)及び(b)の着磁装置を用いて着磁した着磁対象物は、図3の従来の着磁装置を用いたものに比べて、明らかにニュートラルゾーンを小さくすることに成功しており、また、その際の電流値も低減していることが明らかある。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
この発明によれば、着磁ヨークの一部あるいは全部を永久磁石で構成することにより、コイルに流す電流を低減することが可能となり、コイルの寿命を伸ばしたり、コイルの線径を小さくすることができ、特にコイルの線径を小さくした場合、それに伴い着磁対象物におけるニュートラルゾーンを狭くすることができ、電流値を低減することによって、着磁装置のランニングコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】(a)〜(e)はこの発明による着磁装置の実施例の構成を示す断面模式説明図である。なお、図中×印と黒丸印は着磁コイルを示す。
【図２】この発明による他の着磁装置の実施例の構成を示す上面模式説明図である。なお、図中×印と黒丸印は着磁コイルを示す。
【図３】従来の2極着磁装置の構成を示す断面模式説明図である。なお、図中×印と黒丸印は着磁コイルを示す。
【図４】実施例の着磁装置並びに従来の着磁装置によるニュートラルゾーン寸法と電流値の差異を示すグラフである。横軸に着磁装置種、縦軸にニュートラルゾーン寸法(折線グラフ)と電流値(棒グラフ)を示す。
【符号の説明】
【００２７】
10,20,30,40,50,70  着磁装置
11,21,21a,21b,31,41,51,71  着磁ヨーク
11a,11b,21c,21d,31c,31d,41c,41d,51a,71a,71b  磁極部
14,15,24,25,31a,31b,41a,41b,44,45,54  永久磁石
16,17,26,27,36,37,46,47,56,76,77  着磁コイル
18,58  着磁対象物
19  ニュートラルゾーン
【図１】
2006286885.tif 000003
【図２】
2006286885.tif 000004
【図３】
2006286885.tif 000005
【図４】
2006286885.tif 000006